PIN MẶT TRỜI LẤY NĂNG LƯỢNG TỪ VI KHUẨN

Nhóm nghiên cứu tại Đại học British Columbia (Canada) đã tìm ra một cách hiệu quả và ít tốn kém để pin mặt trời có thể dùng tốt ở cả những nơi thời tiết âm u. Cụ thể, họ tạo ra một loại pin mặt trời sử dụng vi khuẩn để chuyển hóa ánh sáng thành năng lượng. Loại pin này không chỉ tích được dòng điện mạnh hơn các thiết bị trước đó mà còn hoạt động hiệu quả cả trong ánh sáng mạnh và ánh sáng yếu.

Đây được xem như một bước đột phá trong việc ứng dụng công nghệ pin mặt trời ở những nơi bầu trời thường âm u. Khi phát triển hơn, những pin mặt trời này, gọi là pin sinh học vì làm từ sinh vật sống, có hiệu quả ngang bằng pin mặt trời tổng hợp vẫn thường được sử dụng.

Pin năng lượng mặt trời làm nhiệm vụ chuyển ánh sáng thành dòng điện. Các nỗ lực xây dựng pin mặt trời sinh học trước đây tập trung vào chiết xuất chất phẩm tự nhiên mà vi khuẩn dùng để quang hợp. Đó là một quá trình đắt đỏ và phức tạp bao gồm nhiều yếu tố độc hại có thể khiến chất phẩm này giảm chất lượng. Giải pháp của nhóm nghiên cứu đến từ Canada là để nguyên phẩm này trong vi khuẩn. Họ cấu trúc gien của khuẩn E. coli để tạo ra một lượng lớn lycopene - loại phẩm cho cà chua màu đỏ cam và tỏ ra hiệu quả trong việc thu ánh sáng để chuyển thành năng lượng.

SỬ DỤNG CÁP QUANG ĐỂ PHÁT HIỆN ĐỘNG ĐẤT

Các nhà nghiên cứu ở Iceland cho biết đã sử dụng thành công một dây cáp truyền thông sợi quang để đánh giá hoạt động địa chấn thay cho các máy đo địa chấn vốn là những thiết bị được định chuẩn cẩn thận và đắt tiền được đặt ở các vị trí nhạy cảm. Loại cáp này hiện được đặt dưới mặt đất tại nhiều nước trên thế giới để cung cấp dịch vụ internet và truyền hình.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm phương pháp mới bằng cách sử dụng 15km cáp sợi quang từng được lắp đặt giữa hai nhà máy điện địa nhiệt ở Iceland vào năm 1994. Một xung laser được truyền xuống sợi cáp để xác định xem có sự nhiễu loạn nào dọc theo chiều dài của nó hay không. Mặc dù ban đầu không biết có thể ghi lại những gì, nhưng nhóm nghiên cứu cho biết họ có thể phát hiện động đất từ ​​rất xa. Họ còn phát hiện ra những rung lắc do giao thông trong vùng, chấn động địa chấn và thậm chí người đi bộ đang đi ngang qua gây ra. Họ cũng nhận được tín hiệu từ một trận động đất mạnh ở Indonesia.

Thiết bị cần được gắn vào mỗi sợi dây cáp để thực hiện việc giám sát có thể tốn kém, nhưng các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những giải pháp thay thế hiệu quả về mặt chi phí. Nếu thành công, phương pháp này sẽ là một giải pháp thay thế giá rẻ cho các mạng địa chấn đắt tiền và có thể được áp dụng cho các hệ thống cảnh báo sớm động đất, sau khi đã được "tinh chế".

10 TỶ TẤN NƯỚC MƯA NHÂN TẠO? CÓ THỂ

Nhằm nỗ lực giải quyết vấn đề thiếu nước ngọt, Trung Quốc đang phát triển hàng chục ngàn "máy làm mưa" bằng hóa chất. Mục tiêu là sản xuất ra 10 tỷ tấn lượng mưa trên cao nguyên Tây Tạng.

Cụ thể, Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không vũ trụ Trung Quốc đã phát triển các lò iodua bạc được đặt trên các dãy núi Himalaya ở độ cao trên 5.000m. Những "người gieo mây" này sẽ kích thích làn hơi nước bốc ra từ Ấn Độ Dương để tạo mưa, điều không thể tự xảy ra do đặc điểm địa lý của phía bắc Cao nguyên Tây Tạng và lưu vực Qaidam. Các khu vực phía bắc sẽ chìm trong "bóng mây mưa"; những đám mây ở độ cao thấp bị chặn bởi phần phía nam của dãy Himalaya.

Lò sản xuất mưa được thiết kế để hoạt động ở các môi trường trên cao, lượng oxy thấp. Để tạo ra mưa, lò đốt sẽ đốt nhiên liệu hóa học tạo ra khói kết hợp với iốt bạc để xả vào khí quyển. Khi trộn lẫn với mây, nó sẽ tinh thể hóa, tạo ra phản ứng dây chuyền kết tủa làm thành những giọt nước đá tạo ra mưa. Để tăng hiệu quả, các nhà sản xuất mưa sẽ kết nối vào một mạng máy tính sử dụng vệ tinh thời tiết để căn chỉnh thời gian giải phóng iốt bạc vào các khoảng thời gian mây bao phủ.

Hành vi "thao túng" thời tiết như vậy đã từng thành công, chỉ là không phải trên quy mô lớn như vậy. Trung Quốc đã triển khai hàng trăm nhà máy tạo mưa ở Tây Tạng, với kết quả đầy hứa hẹn bao gồm cả những nhà máy tạo mưa cá nhân tạo ra những đám mây có chiều dài tới 5km.

ĐỘT PHÁ TRONG CÔNG NGHỆ PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI PEROVSKITE

Trong số các loại pin mặt trời đang được nghiên cứu, có một loại pin chỉ mới được các nhà khoa học để ý đến trong mấy năm gần đây nhưng đã tạo ra bước đột phá hứa hẹn sẽ trở thành mũi nhọn trong nghiên cứu pin mặt trời: pin perovskite.

Perovskite là tên của một loại cấu trúc tinh thể dạng ABX3 (được phát hiện lần đầu tiên trong hợp chất CaTiO3), A đại diện cho các gốc hữu cơ như CH3NH3+, C2H5NH3+, HC(NH2)2+; B là Pb2+, Sn2+ hoặc Cu2+ và X là các gốc halogen như Cl-, Br-, I-.

Giống như nhiều loại vật liệu, pin perovskite cũng được nghiên cứu thử nghiệm ở các điều kiện và thiết bị khác nhau. Và mới đây, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Surrey (Anh) đã tạo ra một kỹ thuật sản xuất pin mặt trời perovskite cho hiệu suất cao nhất tính đến thời điểm hiện tại.

Theo tính toán của các chuyên gia, pin mặt trời perovskite sẽ thay thế pin mặt trời silicon truyền thống và nó được xem là thế hệ mới của pin mặt trời với hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao hơn và chi phí đầu tư và sản xuất thấp hơn nhiều so với pin mặt trời silicon truyền thống.

Pin perovskite đang dần trở thành ngôi sao trong dòng pin mặt trời do sở hữu nhiều ưu điểm nổi bật như nguồn khoáng vật phong phú, dễ chế tạo bằng nguyên liệu rẻ tiền ở nhiệt độ thấp, màng mỏng được chế tạo ra có giá trị cấu trúc tương đương với những loại pin silic đắt tiền được chế tạo cầu kì. Hơn nữa, những tấm phim sử dụng vật liệu này mỏng và linh động hơn dòng pin silic nên có thể dùng để chế tạo các thiết bị nhẹ, có thể uốn cong và những tấm pin mặt trời nhiều màu sắc với độ trong khác nhau.

Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Bắc Kinh và các trường đại học Surrey, Oxford và Cambridge đã trình bày chi tiết một phương pháp mới để giảm thiểu quá trình xử lý không mong muốn có tên gọi là tái tổ hợp không bức xạ - làm pin mặt trời perovskite bị thất thoát năng lượng và giảm hiệu suất hoạt động.